現代作物育種科學的發展趨勢

劉興鳳，劉 娜，張曉茹，田慶河

（白城市農業科學院，吉林白城137000）

現代作物育種科學的發展趨勢

劉興鳳，劉 娜，張曉茹，田慶河

（白城市農業科學院，吉林白城137000）

從地球上出現生物開始，也就產生了生物育種。但是，由于這是自然的現象，我們稱之它為進化的過程。育種技術的進步是時代發展的產物，本文就現代作物育種科學的發展進行了簡要的分析。

育種；遺傳學；細胞水平

1 原始育種技術的發展

“吃”對于過去的人來說具有一定破壞性，因為大自然中的物質是有限的，一味地吃會導致物質資源越來越少，無法再生。為了避免這一現象的產生，育種技術應運而生，農業時代也就隨之到來。如此說來，育種技術的發展是隨著農業時代發展而進步的。在農業時代的初期階段誕生了一個新型的行業“農業育種家”，其進化速度相較于自然進化來說比較快，大約有幾萬年的進化歷史。原始育種技術中的選種步驟和現在不同，選種過程是在自然決定的基礎上再進行人為選擇。其中含有一定經驗的育種技術會在這個時期體現出很大的優勢，育種技術的應用幫助農戶們培育出了大批的優質作物和家禽家畜，育種時代隨之到來。

人為的育種技術比自然進化的速度快很多，這是因為育種技術包含了自然的決定和人為的選擇，也就是說育種技術是這兩種方式相互配合產生的雙重效應。在育種技術的發展過程中，人們對育種目標的掌控和技術的把控逐漸完善，這些原因都極大地促進了物種的進化。其實育種技術早在兩千年前就已經出現，《圣經》中也有記載，從18世紀到19世紀之間，育種技術從不被人認可，最終實現了從相同種類之間到不同種類之間的雜交，邁出了關鍵性的一步。育種技術的產生和發展具有跨時代的意義，它為達爾文的進化論提供了理論基礎和實際參考，同時加深了生物學家對遺傳學的研究，加快了遺傳學的發展，科學理論的進步又同時有利于育種技術的成長，形成良性循環。

2 從育種的角度看遺傳

孟德爾的“植物雜交試驗”是遺傳學誕生的標志。由于當時人們重視程度不夠，這項研究在長達35年的時間內無人問津。終于在20世紀被發現，從而打開了人們研究遺傳學領域的大門。

基因是遺傳學的核心問題，基因究竟是如何存在于人體的組織中的，基因由哪些物質構成，向后代的傳播方式是什么？這一系列問題的提出讓科學家們進行了深思，通過幾代人的努力研究，終于逐漸解開了基因的種種謎團。

在孟德爾所處的時期，蛋白質作為基因的載體是當時普遍的說法，因為這種說法容易讓人接受并且符合情理。后來經過多年的實驗研究，推翻了當年的論斷，并且得到了新的結論：遺傳因素是以一種特殊的方式排列在DNA的鏈條中。

2.1 分子和基因水平

1927年，基因突變的現象被發現，從此人們在基因水平上找到了新可能性。通過對果蠅的研究發現，基因突變的果蠅都能夠從自然界生物群體中找到。只有采取人工誘變的方式才能使突變的基因在育種技術中得到充分的利用。

研究表明，地球上生物的遺傳密碼都是相同的，因此它們可以共用組成基因。當基因在生物中的轉移技術水平成熟時，就會為育種技術的提高提供很大幫助和捷徑。通常來說，作物的產量適應環境能力和抗爭性都是育種者在進行育種工作的主要關注點，因此育種工作者會把其主要精力都放在對這幾項能力的改良上。為了方便研究，一些比較容易提取的改變植株性狀的基因是基因工程的主要研究對象，如果可以把這些對抗性基因成功的轉移，育種技術的發展將會得到很大的進步。但是，微效多基因問題至今仍然沒有一個有效的解決措施，所以說距離育種技術完全成熟的道路仍然漫長。

在遺傳工程的進展中，存在許多待解決的問題：遺傳密碼問題現在仍然困擾著人們，同時阻礙生物轉基因工程的實施，也就是生物對基因密碼的選擇是否存在問題。至今仍然不清楚攜帶內含子的生物對其所生長族群的影響，因為其復雜性，育種技術的發展過程中對遺傳工程的應用程度還是未知數。可觀的是，在解決某些單基因控制特殊問題上，還存在一定的利用價值和發展前景。

2.2 染色體和細胞水平

從細胞水平上來看，遺傳學為植物育種技術的發展作出了巨大的貢獻，其中異源多倍體物種理論的形成就是典型的例子。從人們的普遍看法中了解到，只要能夠掌握一些多方位、先進的處理技術，就可以在最短的時間內研制出新的物種，并不需要通過長時間的自然進化。植物的細胞與人的細胞不同，植物細胞不具有可逆性，在異源多倍體的形成過程中，關鍵的步驟就是要選擇合適的基因組合。人工培育的細胞也應該遵循這個特性。近些年來，隨著動植物細胞發展技術的進步，作為新興學科的體細胞遺傳學也得到了大力的發展，越來越多的問題被提出，等待著人們的研究解答，相信這個領域將產生前所未有的突破。

3 結語

育種技術要想脫離單一的物種范圍，就需要克服一系列眼前的問題：對基因遺傳學知識掌握的不夠全面、對染色體，細胞個體結構認識的匱乏，以及對基因之間關系了解的不夠全面，這些問題都阻礙著育種技術的進步和突破。要想克服這些難題，需要重新認識和理解遺傳學，將研究重心從個別基因轉移到大小基因集團的種類上去。只有對基因組織進行深刻的研究，才會通過育種技術培育出更多的優良作物。

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S336

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.001

劉興鳳，大專學歷，副研究員，研究方向：作物育種。